非線形動力学的観点からの群知能ロボットシステムの構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750399
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 菅原 研 電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助手 (50313424)
• Keywords: ロボット / 郡知能 / 非線形動力学 / 相互作用 / アクティブエレメント / 分散物収集

Research Abstract

本年度の研究目標は、前年度に得られた2つの知見を融合し、より複雑な自律分散ロボットシステムの構築を目指し、1.律ロボット群によるコロニー形成(シミュレーション)2.自律ロボット群によるコロニー形成(実験)を行うものとした。
この目標に対し得られた知見を以下に述べる。
(1)収集場所が固定されている場合、その振る舞いを状態遷移図で表現し、その解がシミュレーション結果とたいへんよく合うことを見出した。このことはボトムアップアプローチにより解析的に群知能を理解していくという本研究のベースとしてたいへん重要な意味を持つものである。また、収集場所が複数ある場合でも同様の結果を導き出すことができた。
(2)実験に関しては試作機を製作し、小規模ながら定性的な実験を行った。ただ、実験スペースなどの物理的な制約により、定量的な評価を行うまでには至っていない。この件については今後の継続課題として扱うものである。
本年度は上記に加え、下記のような新しい試みも行った。
(3)簡単な動力学特性に基づくロボット群によるフォーメーション形成に関する基礎的な研究。空間分解能の有限化、遮蔽効果などを考慮したロボット群に任意の群れ形態を与えるためのルール・アルゴリズムの確立を目指し、その基本的な研究を行った。
(4)複数の作業を想定し、局所的な相互作用で大局的な比率調整を自動的に機能させるための基礎的な研究に着手した。この件についてはまだ基礎的な研究を行ったにすぎないため、今後より詳細な研究を進めていくものである。

Research Products

• [Publications] 菅原研, 荒井律: "非線形動力学的手法による郡知能ロボット"計測自動制御学会学術講演会. 1-4 (2001)
• [Publications] 菅原研, 早川美徳, 佐野雅己: "簡単な動力学特性をもつ郡ロボットの挙動"第19回日本ロボット学会学術講演会. 877-878 (2001)
• [Publications] 菅原研, 渡辺俊典: "単純な相互作用を有する郡ロボットの集餌行動"第19回日本ロボット学会学術講演会. 879-880 (2001)
• [Publications] K.Sugawara, Y.Hayakawa, M.Sano, T.Watanabe: "Collective Motion of Interacting Robots"2001 Int. Symp. on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2001). 569-572 (2001)
• [Publications] K.Sugawara, M.Sano, T.Watanabe: "Collective Motion of Interacting Simple Robot System"Proc. of Int. Conf. on Control, Automation and Systems. 51-54 (2001)
• [Publications] K.Sugawara, M.Sano, I.Yoshihara, K.Abe, T.Watanabe: "Cooperative Foraging Behavior of Multi Robot System with Simple Interaction"Proc. of Int. Conf. on Control, Automation and Systems. 1114-1117 (2001)
• [Publications] K.Sugawara, M.Sano, Y.Hayakawa, T.Mizuguchi, T.Watanabe: "Collective Motion of Interacting Simple Robots"Proc. of the 27th Annual Conf. of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON'01). 428-432 (2001)
• [Publications] K.Sugawara, M.Sano, Y.Hayakawa: "Flocking Robots-Collective Behavior of Simple Robotic System"Proc. of the 7th Int. Symp. on Artificial Life and Robotics. 584-585 (2002)